SE1200394A1 - Drivsystem och förfarande för att driva ett fordon - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser ett drivsystem och ett förfarande för drift av ett fordon (1). Drivsystemet en förbränningsmotor (2), en bromsanordning (24) med vilken fordonet (1) kan bromsas, en elektrisk maskin (9), ett energilager (20) som är förbunden med den elektriska maskinen, åtminstone ett aggregat (22) som drivs av elektrisk energi, en planetväxel som innefattar ett solhjul (10), ett ringhjul (11) och en planethjulhållare (12). Drivsystemet innefattar en styrenhet (18) som är anpassad att, vid ett driftstillfälle då fordonet (1) är stillastående, inget drivmoment (Tg) begärs av fordonet (1) och kopplingsorganet (15) är i det första läget (I), aktivera bromsanordningen (24) så att den bromsar fordonet (1) med ett bromsmoment (T) så att fordonet (1) hålls kvar i ett stillastående läge samtidigt som den styr den elektriska maskinen (9) så att den tillför ett moment (T) som resulterar i att den elektriska maskinen (9) genererar så mycket elektrisk effekt (E) att driften av nämnda aggregat (22) upprätthålls.(Fig- 3)

Description

Genom att reglera den elektriska maskinens varvtal så kan den ingående axeln till växellådan ges ett önskat varvtal. Med ett hybridsystern enligt SE 1051384-4 behövs ingen kopplingsmekanism användas i fordonets drivlina.

Hos konventionella hybridfordon med koppling kan förbränningsmotom inte användas för att ladda energilagret då kopplingen är i ett öppet läge. När ett sådant hybridfordon i form av, exempelvis, en buss ska köra iväg från en busshållplats finns det en risk att den vid högtrafik blir stående en tid med ilagd växel och kopplingen i ett öppet läge.

Om samtidigt energilagret belastas av andra elektrisk drivna aggregat i fordonet som, exempelvis, en kompressor hos en AC-anläggning kan energilagret laddas ut tämligen snabbt. I detta fall måste den ilagda växeln läggas ur och kopplingen stängas för att ladda upp energilagret.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syfiet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett drivsystem för ett fordon av inledningsvis nämnt slag där energilagret har kapacitet att tillföra elektrisk effekt för drift av åtminstone ett elektriskt drivet aggregat i fordonet även under driftstillfállen då fordonet är stillastående eller framförs med en låg hastighet.

Detta syfte uppnås med drivsystemet av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. Vid tillfällen då fordonet står stilla och föraren inte begär något drivmoment av fordonet går förbränningsmotom på tomgångsvarvtalet, planetväxel är i ett öppet läge och en startväxel är ilagd i växellådan. Styrenheten aktiverar den elektriska maskinen som skapar ett moment som bromsar förbrärmingsmotoms utgående axel. Dänned skapas en framdrivande krafi i drivlinan som strävar efier att rulla igång fordonet.

Bromsanordningen förhindrar dock att fordonet rullar igång. Den elektriska maskinens bromsande moment på förbrärmingsmotorn resulterar i att elektrisk energi leds till energilagret. Därmed kan i de flesta fall genereras åtminstone så mycket elektrisk effekt att nämnda aggregatet kan drivas. Mängden elektrisk effekt som genereras i energilagret kan vid behov ökas genom att styra den elektriska maskinen så att den tillför ett större bromsande moment. I detta fall kan bromsanordningens bromsmoment vid behov även ökas så att fordonet inte rullar iväg. Med ovan angivna åtgärder garanteras att energilagret har kapacitet att driva det elektriskt drivna aggregat vid driflstillfällen då fordonet är stillastående.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är styrenheten anpassad att mottaga information avseende energilagrets laddningsnivå och att vid tillfällen som energilagrets laddningsnivå är lägre än en gränsnivå styra bromsanordningen och den elektriska maskinen så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt som nämnda aggregat förbrukar. Om energilagret har en hög laddningsnivå är det inte alltid nödvändigt att den elektriska maskinen måste generera lika mycket elektrisk effekt som nämnda aggregat förbrukar. I detta fall kan den elektriska maskinen åtminstone under en period generera mindre elektrisk effekt än nämnda aggregat förbrukar.

Altemativt kan energilagrets laddningsnivå tillåtas sjunka till en lägsta acceptabel nivå.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning är styrenheten anpassad att vid ett drifistillfálle då fordonet är stillastående, kopplingsorganet år i det första läget och ett drivmoment begärs av fordonet och styra bromsanordningen så att den tillför ett bromsmoment av en storlek så att fordonet rullar igång. Därmed rullar fordonet igång då ett drivmoment begärs av fordonet av en förare som trycker ned en gaspedal.

Styrenheten är med fördel anpassad att då energilagret har en högre laddningsnivå än nämnda gränsnivå lossa bromsanordningen helt och styra den elektriska maskinen så att den levererar ett moment av en storlek så att fordonet drivs med det begärda momentet. I detta fall styrs den elektriska maskinen så att det ger ett moment i form av en utväxlingsfaktor i förhållande till fordonets begärdas moment. Därmed rullar fordonet igång med det drivmoment som begärs av föraren.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är styrenheten anpassad att då energilagret har en lägre laddningsnivå än nämnda gränsnivå lossa bromsanordningen helt, styra förbränningsmotorn så att den erhåller ett tillräckligt högt varvtal för att elektrisk effekt ska kunna genereras i energilagret och att styra den elektriska maskinen så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt som förbrukas av nämnda aggregat. I detta fall kan styrenheten aktivera en motorstyrfunktion som höjer förbränningsmotoms varvtal i takt med att fordonets hastighet ökar. Därmed kan rotom hos den elektriska maskinen fås att rotera i en negativ motsatt riktning i förhållande till förbränningsmotorns rotationsriktning även då fordonets hastighet ökar. Därmed kan elektrisk effekt genereras under en önskad tidsperiod. Förbränningsmotorns varvtal styrs så att den elektriska maskinen kan generera åtminstone lika mycket elektrisk effekt i energilagret som förbrukas vid drift av nämnda aggregat. Därmed kan driften av nämnda aggregat garanteras även vid tillfällen som energilagret har en låg laddningsnivå.

Enligt en altemativ utföringsform av föreliggande uppfinning är styrenheten anpassad att då energilagret har en lägre laddningsnivå än nämnda gränsnivå styra fórbränningsmotom så att den drivs med tomgångsvartalet, styra bromsanordningen så att applicerar ett bromsmoment som resulterar i att fordonet drivs med det begärda momentet och att styra den elektriska maskinen så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt i energilagret som förbrukas av nämnda aggregat. I detta fall används bromsanordningen för att tillföra ett bromsmoment så att fordonet drivs med det begärda drivmomentet samtidigt som elektrisk effekt generas i åtminstone samma mängd som förbrukas av nämnda aggregat. Därmed kan driften av nämnda aggregat garanteras även vid tillfällen som energilagret har en låg laddningsnivå.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är styrenheten anpassad att styra kopplingsorganet så att det förs till det andra läget så fort fordonet erhåller en hastighet vid vilken det är möjligt att låsa förbränningsmotorns utgående axel med växellådans ingående axel. I synnerhet vid tillfällen som energilagret har en låg laddningsnivå är det lämpligt att låsa förbränningsmotoms utgående axel med växellådans ingående axel så snabbt som möjligt. Därmed kan förbränningsmotom svara för driften av fordonet, driften av nämnda aggregat och uppladdningen av energilagret.

Enligt en utföringsfoim av uppfinningen är bromsanordningen en befintlig broms i fordonet. Med fördel är bromsanordningen en befintlig broms som verkar på fordonets drivlina eller hjul. Bromsanordning bör dock ha egenskapen att den kan tillföra ett varierbart bromsmoment. Altemativt kan bromsanordningen vara separat broms som endast används för att tillföra ett varierbart bromsmoment med syfte att generera elektrisk energi i energilagret.

Enligt en utföringsfomi av uppfinningen är aggregatet en kompressor i en AC- anläggning. Sådana anläggningar kan vid drift kräva tillförsel av en relativt hög elektrisk effekt från energilagret. Aggregatet kan dock vara ett eller flera godtyckli ga aggregat som drivs med elektrisk energi från energilagret Enligt en annan föredragen utföringsforrn av uppfinningen är förbränningsmotoms utgående axel förbunden med solhjulet hos planetväxeln, växellådans ingående axel förbunden med planethjulhållaren hos planetväxeln och den elektriska maskinens rotor förbunden med ringhjulet hos planetväxeln. Med en sådan utformning kan de ingående komponentema ges en kompakt konstruktion. Solhjulet och planethjulhållaren kan vara förbundna med förbränningsmotorns utgående axel respektive växellådans ingående axel med hjälp av splines-förband eller liknande. Dänned garanteras att solhjulet roterar med samma varvtal som förbränningsmotorns utgående axel och att planethjulhållaren roterar med samma varvtal som växellådans ingående axel. Rotom hos den elektriska maskinen kan vara fast anordnad på en utvändig perifer yta hos ringhjulet. Ringhjulets invändiga perifera yta är i regel försedd med kuggar.

Ringhjulets utvändiga perifera yta är i regel slät och lämpar sig mycket väl för att bära upp rotom hos den elektriska maskinen. Ringhjulet och rotom hos den elektriska maskinen bildar därmed en roterbar enhet. Alternativt kan rotom hos den elektriska maskinen vara förbunden med ringhjulet via en transmission. Det är dock möjligt att förbinda förbränningsmotoms utgående axel, växellådans ingående axel och den elektriska maskinens rotor med någon av de övri ga komponentema hos planetväxeln.

Det inledningsvis angivna syftet uppnås även med förfarandet enligt patentkraven 11- .

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följ ande beskrivs, såsom exempel, föredragna utföringsforrner av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar en drivlina hos ett fordon med ett drivsystem enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar drivsystemet mer i detalj, Fig. 3 visar ett flödesschema som beskriver en första utföringsform av ett förfarande enligt föreliggande uppfinning och Fig. 4 visar ett flödesschema som beskriver en andra utföringsforrn av ett förfarande enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fi g. 1 visar en drivlina för ett tungt fordon 1. Drivlinan innefattar en förbränningsmotor 2, en växellåda 3, ett antal drivaxlar 4 och drivhjul 5. Mellan förbränningsmotom 2 och växellådan 3 innefattar drivlinan ett mellanliggande parti 6.

F ig. 2 visar komponenterna i det mellanliggande partiet 6 mer i detalj.

Förbränningsmotom 2 är försedd med en utgående axel 2a och växellådan 3 med en ingående axel 3a i det mellanliggande partiet 6. Förbränningsmotoms utgående axel 2a är koaxiellt anordnad i förhållande till växellådans ingående axel 3a.

Förbränningsmotoms utgående axel 2a och växellådans ingående axel 3a är roterbart anordnade runt en gemensam rotationsaxel 7. Det mellanliggande partiet 6 innefattar ett hus 8 som innesluter en elektrisk maskin 9 och en planetväxel. Den elektriska maskinen 9 innefattar på sedvanligt sätt en stator 9a och en rotor 9b. Statom 9a innefattar en statorkärna som är fast på lämpligt sätt på husets 8 insida. Statorkäman innefattar statorns lindningar. Den elektriska maskinen 9 är anpassad att under vissa driftstillstånd utnyttja lagrad elektrisk energi för att tillföra drivkraft till växellådans ingående axel 3a och under andra drifistillstånd utnyttja växellådans ingående axels 3 rörelseenergi för att utvinna och lagra elektrisk energi.

Planetväxeln är anordnad väsentligen radiellt invändigt om den elektriska maskinens stator 9a och rotor 9b. Planetväxeln innefattar på sedvanligt sätt ett solhjul 10, ett ringhjul 11 och en planethjulhållare 12. Planethjulhållaren 12 bär upp ett antal kugghjul 13 som är roterbart anordnade i ett radiellt utrymme mellan solhjulets 10 och ringhjulets ll kuggar. Solhjulet 10 är fast på en perifer yta hos förbränningsmotorns utgående axel 2a. Solhjulet 10 och förbränningsmotorns utgående axel 2a roterar som en enhet med ett första varvtal nl. Planethjulhållaren 12 innefattar ett fåstparti 12a som är fäst på en perifer yta hos växellådans ingående axel 3a med hjälp av ett splines- förband 14. Med hjälp av detta förband kan planethjulhållaren 12 och växellådans ingående axel 3a rotera som en enhet med ett andra varvtal ng. Ringhjulet 11 innefattar en utvändig perifer yta på vilken rotom 9b är fast monterad. Rotom 9b och ringhjulet ll utgör en roterbar enhet som roterar med ett tredje varvtal n3.

Då det mellanliggande partiet 6 mellan förbränningsmotom 2 och växellådan 3 i ett fordon är begränsat erfordras att den elektriska maskinen 9 och planetväxeln utgör en kompakt enhet. Planetväxelns komponenter 10-12 anordnas här väsentligen radiellt invändigt om den elektriska maskinens stator 9a. Rotom 9b hos den elektriska maskinen, ringhjulet 11 hos planetväxeln, förbränningsmotorns utgående axel 2a och växellådans ingående axel 3a är här roterbart anordnade runt en gemensam rotationsaxel 5. Med ett sådant utförande upptar den elektriska maskinen 9 och planetväxeln en relativt litet utrymme.

Fordonet innefattar en låsmekanism som är förbar mellan ett första öppet läge i vilken planetväxelns tre komponenter10-l2 tillåts rotera med olika varvtal och ett andra låst läge i vilket den låser ihop två av planetväxelns komponenter 10, 12 så att planetväxelns tre komponenter 10-12 roterar med samma varvtal. I denna utföringsform innefattar låsmekanismen ett förskjutbart kopplingsorgan 15.

Kopplingsorganet 15 är fast på förbränningsmotoms utgående axel 2a med hjälp av ett splines-förband 16. Kopplingsorganet 15 äri detta fall vridfast anordnat på förbränningsmotoms utgående axel 2a och förskjutbart anordnat i en axiell riktning på förbrärmingsmotoms utgående axel 2a. Kopplingsorganet 15 innefattar ett kopplingsparti 15a som är förbindbart med ett kopplingsparti l2b hos planethjulhållaren 12. Låsmekanismen innefattar ett schematiskt visat förskjutningsorgan 17 är anpassat att förskjuta kopplingsorganet 15 mellan det forsta fria läget I; då kopplingspartiema 15a, l2b inte är i ingrepp med varandra och det andra låsta läget 12 då kopplingspartiema 15a, l2b är i ingrepp med varandra. I det forsta öppna läget kan förbränningsmotorns utgående axel 2 och växellådans ingående axel 3 rotera med olika varvtal. Då kopplingspartierna 15a, l2b är i ingrepp med varandra kommer förbränningsmotorns utgående axel 2 och växellådans ingående axel 3 att rotera med samma varvtal.

En elektrisk styrenhet 18 är anpassad att styra förskjutningsorganet 17. Styrenheten 18 är även anpassad att avgöra vid vilka driftstillfällen som den elektriska maskinen 9 ska arbeta som motor och vid vilka driftstillfällen som den ska arbeta som generator. För att avgöra detta kan styrenheten 18 mottaga aktuell information från lämpliga driftsparametrar. Styrenheten 18 kan vara en dator med lämplig programvara fór detta ändamål. En eller flera separata styrenheter kan användas. Styrenheten 18 styr även en schematiskt visad regleringsutrustning 19 som reglerar flödet av elektrisk energi mellan ett energilager 20 och den elektriska maskinens stator 9a. Vid driftstillfállen som den elektriska maskinen 9 arbetar som motor tillförs lagrad elektrisk energi från energilagret 20 till statom 9a. Vid driftstillfállen som den elektriska maskinen arbetar som generator tillförs elektrisk energi från statom 9a till energilagret 20. Energilagret levererar och lagrar elektrisk energi med en märkspänning av storleksordningen 200-800 Volt.

Ett mätinstrument 21 är anpassad att avkänna en parameter som är relaterad till laddningsnivån i energilagret 20. Energilagret 20 är även förbundet med ett eller flera elektriskt drivna aggregat 22 i fordonet. Det elektriskt drivna aggregatet kan vara en kompressor i en AC-anläggning. Under drift av fordonet l begär en förare ett drivmoment Tg av fordonet 1 med en schematiskt visad gaspedal 23. Fordonet 1 är utrustad med åtminstone en bromsanordning 24 med vilken fordonets drivhjul 5 kan bromsas. Fordonet 1 är utrustad med en motorstyrningsfunktion 26 med vilken förbränningsmotoms moment T; och varvtal n; kan regleras. Styrenheten 18 har, exempelvis, möjlighet att aktivera motorstyrningsfunktionen 26 för att skapa ett momentlöst tillstånd i växellådan 3 vid i och urläggning av växlar i växellådan 3.

Fig. 3 visar ett flödesschema som beskriver ett förfarande vilket sträcker sig från start av fordonet från ett stillastående läge med planetväxeln i det första läget 11 tills fordonet erhållit en hastighet vid vilken det är möjligt att ställa planetväxeln i det andra låsta läget 12. Förfarandet beskriver en startprocess av fordonet 1. Förfarandet startar vid steget 30. Om Planetväxeln inte redan är i det första öppna läge 11 sätts den i det första läget Il, vid steget 31. F örbränningsmotoms utgående axel 2a och växellådans ingående axel 3a är därmed fritt rörliga i förhållande till varandra. En startväxel gl är ilagd i växellådan 3 vilket framgår av steget 32. Bromsanordningen 24 appliceras, vid steget 33, med ett bromsmoment Tb av en storlek så att fordonet 1 står stilla v= 0. Det framgår av steget 34 att förbränningsmotom 2 är i drift och att den drivs med ett tomgångsvarvtal nlmin. Vid steget 35, har styrenheten 18 aktiverat den elektriska maskinen 9.

Förbränningsmotorns utgående axel 2a och solhjulet 10 roterar här med förbränningsmotorns tomgångsvarvtal nlmin medan växellådans ingående axel 3a och planethjulhållaren 12 hålls stilla av bromsanordningen 24 via fordonets drivlina. I detta tillstånd erhåller planethjulet 11 och den elektriska maskinens rotor 9b en rotationsrörelse i en negativ riktning dvs. i en motsatt riktning i förhållande till förbrärmingsmotorns 2 rotationsriktning. Styrenheten 18 styr aktiveringen av den elektriska maskinen 9 med hjälp av reglerrnekanismen 19 så att den i detta fall motverkar ringhjulets 11 rotationsrörelse med ett moment Tel. Den elektriska maskinens 9 motriktade moment Te; resulterar i att ström leds från den elektriska maskinen 9 till energilagret 20 och övriga förbrukare i fordonet 1. Styrenheten 18 mottar information avseende energilagrets 20 laddningsnivå q från mätinstrumentet 21 och information avseende det elektriska aggregatets 22 förbrukning av elektrisk effekt Ea. Styrenheten 18 styr den elektriska maskinen 9 så att den tillför ett bromsande moment Te; (verkar med ett bromsande moment på förbränningsmotom) av en storlek så att den elektriska maskinen 9 åtminstone tillför lika mycket elektrisk effekt Ee] till energilagret 20 och övri ga förbrukare i fordonet 1 som det elektriska aggregatet 22 förbrukar Ea. Därmed garanteras att energilagrets 20 laddningsnivå q inte sjunker då fordonet är stillastående samtidigt som det elektriska aggregatet 22 erhåller nödvändig elektrisk effekt Ea för att upprätthålla sin drift.

Vid steget 36, avkänner styrenheten 18 om föraren begär ett drivmoment Tg av fordonet med hjälp av gaspedalen 23. Om fordonet 1 ska stå stilla en ytterligare stund trycker föraren inte ned gaspedalen 23 och det av gaspedalen begärda drivmomentet Tg= 0. I detta fall börjar förfarandet om vid steget 30. När föraren beslutar att fordonet 1 ska rulla iväg trycker föraren ned gaspedalen 23 och begär ett drivmoment Tg av fordonet. Vid steget 37, jämför styrenheten 18 om det begärda drivmomentet Tg är större eller lika med ett erforderligt moment Treq vilket erfordras för drifi av aggregatet 22. Är drivmomentet Tg större än det erfordrliga moment Treq finns ett överskott på effekt för att driva aggregatet 22. Vid en nonnal start av fordonet 1 drivs förbränningsmotom 2 på tomgång. I ett inledande skede efter start, som kan vara av storleksordningen 1 sekund (vid nonnal acceleration), roterar ringhjulet ll och den elektriska maskinens rotor 9b i en negativ riktning så att elektrisk energi genereras och lagras i energilagret 20. När fordonet 1 efter cirka 1 sekund (beroende på accelerationen) kommer upp i en hastighet v; börjar ringhjulet 11 och den elektriska maskinens rotor 9b att rotera i en positiv riktning. Det erfordras dänned tillförsel av elektrisk effekt E61 till den elektriska maskinen 9 för att öka fordonets 1 hastighet ytterligare. När fordonet når upp till en hastighet v; är det möjligt att sätta planetväxeln i ett låst läge Iz. Vid en normal startprocess av fordonet 1 förbrukas i regel mer elektrisk effekt än vad som kan genereras. I synnerhet blir förbrukningen av elektrisk effekt betydande om energilagret 20 samtidigt ska förse det elektriskt drivna aggregat 22 med elektrisk effekt Ea. Om fordonet 1 under en längre period framförs med en hastighet som är högre än V1 och lägre hastighet än v; kan förbrukningen av elektrisk effekt bli så stor att energilagret 20 helt laddas ur.

Om styrenheten 18, vid 37, erhåller information från mätinstrumentet 21 som indikerar att det finns ett överskott på effekt riskerar energilagret 20 inte att laddas ur om fordonet 1 utför en normal start. Bromsanordningen 24 lossas helt så att Tb = 0, vid steget 38, och fordonet 1 rullar iväg. Vid steget 39, tillför den elektriska maskinen 25 ett moment Tel så att fordonet 1 erhåller det av gaspedalen 23 begärda drivmomentet Tg. Underskottet eller överskottet av elektrisk effekt till det elektriska aggregatet 24 hanteras av energilagret 20. Styrenheten 18 undersöker, vid steget 40, om det är möjligt att låsa planetväxeln. Om detta är möjligt sätts planetväxeln i det andra låsta läget I; och startprocessen avslutas vid 41. I planetväxelns låsta läge kan förbränningsmotorn 2 svara för hela driften av fordonet 1, driften av det elektriska aggregatet 22 och vid behov uppladdning av energilagret 20.

Om styrenheten 18, vid 40, konstaterar att planetväxeln inte kan sättas i det andra låsta läget I; börjar förfarandet om vid steget 36. Om gaspedalen 23 fortfarande är nedtryckt och ett drivmoment Tg begärs av fordonet 1 fortsätter förfarandet vid steget 37. Vid steget 37, jämför styrenheten 18 om det begärda drivmomentet Tg är större det erforderliga momentet Tleq. Om Tg är mindre än det erforderliga momentet Tleq finns ett underskott på effekt för drift av aggregatet. Vid 42 bedöms om energilagret 20 har kapacitet att klara av detta underskott. Om så är fallet fortsätter förfarandet vid 39. Om så inte är fallet fortsätter förfarandet i detta fall, vid steget 43, där det framgår att bromsanordningen 24 inte tillför något bromsmoment Tl,=0. Fordonet 1 bromsas således inte alls av bromsanordningen 24. I detta fall höjs däremot, vid steget 44, förbränningsmotorns varvtal nl till en högre nivå än tomgångsvarvtalet nlmlll.

I och med att förbränningsmotoms varvtal nl höjs kan ringhjulet 11 fås att rotera i en negativ riktning och elektrisk effekt genereras i energilagret 20 under en längre tid än om förbränningsmotom drivs med tomgångsvarvtalet nlmlll. Styrenheten 18 styr förbränningsmotoms varvtal nl, via motorstyrningsfunktionen 26, så att elektrisk effekt genereras i en önskad mängd och leds till energilagret 20. Styrenheten 18 styr, vid steget 45, förbränningsmotoms varvtal nl så att åtminstone lika mycket elektrisk effekt Eel som förbrukas av det elektriska aggregatet Ea. Den elektriska maskinen 9 tillhandahåller ett moment Tel som är en utväxlingsfaktor gånger det begärda momentet Tg. Styrenheten 18 undersöker, vid steget 40, om det är möjligt att låsa planetväxeln.

Om det är möjligt sätts planetväxeln i det andra låsta läget I; och startprocessen avslutas vid steget 41. I annat fall börjar förfarandet om vid steget 36.

Fig. 4 visar ett alternativt förfarande för en startprocess av fordonet 1 då det är utrustat med ett elektriskt aggregat 22 som kräver elektrisk effekt Ea för drift. Förfarande i Fi g. 4 motsvarar förfarandet i Fig. 3 förutom i det fall att energilagret 20, vid steget 37, om det finns ett överskott eller underskott på effekt genom att genom att jämföra om det 11 begärda drivmomentet Tg är större eller lika med ett erfordrli gt moment Tfeq. Om det finns ett överskott på effekt som möjliggör drifi av aggregatet 22 fortsätter förfarandet vid steget 38. Då det inte är fallet bedöms, vid steget 42, om energilagret 20 har en sådan laddningsnivå att aggregatet ändå kan drivas. Är det fallet fortsätter förfarandet vid steget 38. Om så inte är fallet fortsätter förfarandet vid steget 46. I detta fallet drivs förbränningsmotorn 2 med tomgångsvarvtalet nlmin. Vid steget 47, appliceras bromsanordningen 24 så att den bromsar fordonet 1 med ett bromsmoment Tb.

Styrenheten 18 styr bromsanordningen 24 så att den tillhandahåller ett bromsmoment Tb som resulterar i att fordonet 1 erhåller det momentet Tg som begärs av gaspedalen.

Styrenheten 18 styr den elektriska maskinen 9, vid steget 48, så att den alstrar åtminstone lika mycket elektrisk effekt E61 som motsvarar det elektriska aggregatets energibehov Ea. Styrenheten 18 undersöker, vid steget 40, om det är möjligt att låsa planetväxeln. Om det är möjligt sätts planetväxeln i det andra låsta läget I; och startprocessen avslutas vid steget 41. I annat fall börjar förfarandet om vid steget 36.

I flödesdiagrammet i Fig. 3 utnyttjas stegen 43-45 då det råder ett underskott på effekt för drift av det elektriska aggregatet 22. I flödesdiagrammet i Fig. 4 utnyttjas stegen 46-48 då det råder ett underskott på effekt för drift av det elektriska aggregatet 22. Det är självfallet möjligt att utnyttja de två olika åtgärderna altemerande eller i kombination då det behöver tillföras extra effekt för att driva det elektriska aggregatet 22.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den på ritningarna beskrivna utföringsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Exempelvis så kan en transmission med en utväxling anordnas mellan rotorn 9 och ringhjulet 11. Rotorn 9 och ringhjulet ll behöver således inte rotera med samma varvtal.

Claims (23)

10 15 20 25 30 35 12 Patentkrav

1. Drivsystem för ett fordon (l), varvid drivsystemet innefattar en förbränningsmotor (2) med en utgående axel (2a), en växellåda (3) med en ingående axel (3a), en bromsanordning (24) med vilken fordonet (1) kan bromsas, en elektrisk maskin (9) som innefattar en stator (9a) och en rotor (9b), ett energilager (20) som är förbundet med den elektriska maskinen, åtminstone ett aggregat (22) som drivs av elektrisk energi från energilagret (20), en planetväxel som innefattar ett solhjul (10), ett ringhjul (11) och en planethjulhållare (12) och ett kopplingsorgan (15) som är rörligt anordnad mellan ett först läge (11) i vilket det tillåter rotation av nämnda komponenter i planetväxeln med olika varvtal och i ett andra läge (12) i vilket det låser komponenter i förhållande till varandra så att de roterar med samma varvtal, och varvid för- brärmingsmotoms utgående axel (2a) är förbunden med en forsta av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av denna axel (2a) leder till en rotation av denna komponent, varvid växellådans ingående axel (3a) är förbunden med en andra av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av denna axel leder till en rotation av denna komponent och den elektriska maskinens rotor (9b) är förbunden med en tredje av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av rotorn (9b) leder till en rotation av derma komponent, kännetecknat av att drivsystemet innefattar en styrenhet (18) som är anpassad att, vid ett driftstillfälle då fordonet (1) är stillastående, inget drivmoment (Tg) begärs av fordonet (1) och kopplingsorganet (15) är i det första läget (I1), aktivera bromsanordningen (24) så att den bromsar fordonet (1) med ett bromsmoment (T1,) så att fordonet (1) hålls kvar i ett stillastående läge samtidigt som den styr den elektriska maskinen (9) så att den tillför ett moment (Tel) Som resulterar i att den elektriska maskinen (9) genererar så mycket elektrisk effekt (E61) att driften av nämnda aggregat (22) upprätthålls.

2. Drivsystem enligt krav 1, kännetecknat av att styrenheten (18) är anpassad att mottaga information avseende energilagrets (20) laddningsnivå (q) och att vid tillfällen som energilagrets laddningsnivå (q) är lägre en gränsnivå (qO) styra bromsanordningen och den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (E81) som nämnda aggregat (22) förbrukar (Ea).

3. Drivsystem enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att styrenheten (18) är anpassad att vid ett driftstillfälle då fordonet (1) är stillastående, kopplingsorganet (15) är i det första läget (I1) och ett drivmoment (Tg) begärs av fordonet (1) styra 10 15 20 25 30 35 13 bromsanordningen (24) så att den tillför ett bromsmoment (Tb) av en storlek så att fordonet (l) rullar igång.

4. Drivsystem enligt krav 3, kännetecknat av att styrenheten (18) är anpassad att då energilagret har en högre laddningsnivå (q) än nämnda gränsnivå (qo) lösgöra bromsanordningen (24) helt och styra den elektriska maskinen (9) så att den levererar ett moment (Tel) så att fordonet drivs med det begärda momentet (Tg).

5. Drivsystem enligt krav 3, kännetecknat av att styrenheten (18) är anpassad att då energilagret har en lägre laddningsnivå (q) än nämnda gränsnivå (qo) lossa bromsanordningen (24) helt, styra förbränningsmotorn (2) så att den erhåller ett tillräckligt högt varvtal (nl) för att elektrisk effekt ska kunna genereras och att styra den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (E61) som förbrukas (Ea) av nämnda aggregat (22).

6. Drivsystem enligt krav 3, kärmetecknat av att styrenheten (18) är anpassad att då energilagret har en lägre laddningsnivå (q) än nämnda gränsnivå (qo) styra förbrärmingsmotom (2) så att den drivs med tomgångsvartalet (nlmín), styra bromsanordningen så att den applicerar ett bromsmoment (Th) som resulterar i att fordonet drivs med det begärda momentet (Tg) och att styra den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (E61) som förbrukas (Ea) av nämnda aggregat (22).

7. Drivsystem enligt något av föregående krav 4, 5 eller 6, kännetecknat av att styrenheten (18) är anpassad att styra kopplingsorganet (15) så att det förs till det andra läget (12) så fort fordonet (1) erhåller en hastighet (V2) vid vilken det är möjligt att låsa förbränningsmotorns utgående axel (2a) med växellådans ingående axel (3a).

8. Drivsystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att bromsanordningen (24) är en befintlig hjulbroms i fordonet (1).

9. Drivsystem enligt något av de föregående krav, kännetecknat av att aggregatet (22) är en kompressor i en AC-anläggning.

10. Drivsystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att iörbränningsmotoms utgående axel (2a) är förbunden med solhjulet (10) hos 10 15 20 25 30 35 14 planetväxeln, att växellådans ingående axel (3a) är förbunden med planethjulhållaren (12) hos planetväxeln och att den elektriska maskinens rotor (9b) är förbunden med ringhjulet (11) hos planetväxeln.

11. Förfarande för drift av ett fordon (1 ), varvid fordonet innefattar en förbrärmingsmotor (2) med en utgående axel (2a), en växellåda (3) med en ingående axel (3a), en bromsanordning (24) med vilken fordonet (1) kan bromsas, en elektrisk maskin (9) som innefattar en stator (9a) och en rotor (9b), ett energilager (20) som är förbundet med den elektriska maskinen, åtminstone ett aggregat (22) som drivs av elektrisk energi från energilagret (20), en planetväxel som innefattar ett solhjul (10), ett ringhjul (11) och en planethjulhållare (12) och ett kopplingsorgan (15) som är rörligt anordnad mellan ett först läge (Il) i vilket det tillåter rotation av nämnda komponenter i planetväxeln med olika varvtal och i ett andra läge (12) i vilket det låser komponenter i förhållande till varandra så att de roterar med samma varvtal, och varvid för- brånningsmotoms utgående axel (2a) är förbunden med en första av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av denna axel (2a) leder till en rotation av denna komponent, varvid växellådans ingående axel (Sa) är förbunden med en andra av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av denna axel leder till en rotation av denna komponent och den elektriska maskinens rotor (9b) är förbunden med en tredje av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av rotorn (9b) leder till en rotation av denna komponent, kännetecknat av stegen att, vid ett drifistillfälle då fordonet (1) är stillastående, inget drivmoment (Tg) begärs av fordonet (1) och kopplingsorganet (15) är i det första läget (ll), aktivera bromsanordningen (24) så att den bromsar fordonet (1) med ett bromsmoment (Tl,) så att fordonet (1) hålls kvar i ett stillastående läge samtidigt som den styr den elektriska maskinen (9) så att den tillför ett moment (Tel) som resulterar i att den elektriska maskinen (9) genererar så mycket elektrisk effekt (Eel) att driften av nämnda aggregat (22) upprätthålls.

12. Förfarande enligt krav 11, kännetecknat av stegen att mottaga information avseende energilagrets (20) laddningsnivå (q) och att vid tillfällen som energilagrets laddningsnivå (q) är lägre en gränsnivå (qo) styra bromsanordningen och den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstonelika mycket elektrisk effekt (Eel) som nämnda aggregat (22) förbrukar (Ea). §>. 10 15 20 25 30 35 15

13. Förfarande enligt krav 11 eller 12, kännetecknat av att stegen att vid ett drifistillfälle då fordonet (1) är stillastående, kopplingsorganet (15) är i det första läget (11) och ett drivmoment (Tg) begärs av fordonet (1) styra bromsanordningen (24) så att den tillför ett bromsmoment (Tb) av en storlek så att fordonet (1) rullar igång.

14. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat av stegen att då energilagret har en högre laddningsnivå (q) än nämnda gränsnivå (qo) lösgöra bromsanordningen (24) helt och styra den elektriska maskinen (9) så att den levererar ett moment (Tel) så att fordonet drivs med det begärda momentet (Tg).

15. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat av stegen att då energilagret har en lägre laddningsnivå (q) än nämnda gränsnivå (qO) lossa bromsanordningen (24) helt, styra förbränningsmotom (2) så att den erhåller ett tillräckligt högt varvtal (nl) för att elektrisk energi ska kunna genereras och att styra den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (E61) som förbrukas (Ea) av nämnda aggregat (22).

16. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat av stegen att då energilagret har en lägre laddningsnivå (q) än nämnda gränsnivå (qo) styra förbränningsmotorn (2) så att den drivs med tomgångsvartalet (nlmin), styra bromsanordningen så att den applicerar ett bromsmoment (Tb) som resulterar i att fordonet drivs med det begärda momentet (Tg) och att styra den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (E61) Som förbrukas (Ea) av nämnda aggregat (22).

17. Förfarande enligt något av föregående krav 14, 15 eller 16, kännetecknat av stegen att styra kopplingsorganet (15) så att det förs till det andra läget (12) så fort fordonet (l) erhåller en hastighet (V2) vid vilken det är möjligt att låsa förbränningsmotorns utgående axel (2a) med växellådans ingående axel (3 a).

18. Förfarande enligt något av föregående krav 11 - 17, kännetecknat av steget att utnyttja en befintlig broms i fordonet (1) som nämnda bromsanordning (24).

19. F örfarande enligt något av de föregående krav ll - 18, kännetecknat av steget att driva ett aggregat (22) i form av en kompressor i en AC-anläggning med hjälp av energilagret (20). jx 10 15 16

20. Förfarande enligt något av föregående krav 11- 19, kännetecknat av stegen att förbinda törbränningsmotoms utgående axel (2) med solhjulet (9) hos planetväxeln, att förbinda växellådans ingående axel (3) med planethjulhållaren (1 1) hos planetväxeln och att förbinda den elektriska maskinens rotor (8) med ringhjulet (10) hos planetväxeln.

21. Datorprogram innefattande datorprogramkod fór att bringa en dator att implementera ett förfarande enligt något av kraven 1 1-20 när datorprogramkoden exekveras i datom.

22. Datorprograrnprodukt innefattande ett datalagringsmedium som är läsbart av en dator, varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 21 är lagrad på datalagnngsmediet.

23. Fordon innefattande ett drivsystem enligt något av kraven 1-10